Свет против рака: российские ученые создают «умные» наночастицы для глубокой терапии опухолей

Исследователи Международного института интеллектуальных материалов Южного федерального университета (ЮФУ) разработали уникальные наночастицы на основе фторида кальция, легированные ионами европия (CaF₂\:Eu), способные преобразовывать рентгеновское излучение в видимый свет. Это открытие может значительно расширить возможности фотодинамической терапии (ФДТ) — метода, который сегодня применяется преимущественно для лечения заболеваний кожи и поверхностных опухолей.

Обычный свет, используемый в ФДТ, плохо проникает вглубь тканей, что ограничивает область его применения. Однако рентгеновские лучи легко проходят через организм, а наночастицы CaF₂\:Euпреобразуют их в свет необходимой длины волны уже внутри тела — прямо в зоне опухоли. Таким образом активируется фотосенсибилизатор, который запускает выработку активных форм кислорода, способных уничтожать раковые клетки.

Особенность нового материала в том, что длина волны его излучения может быть точно «настроена» на этапе синтеза: при разных условиях образования частиц преобладает разная степень окисления европия. При наличии Eu²⁺ частицы светятся синим светом, при Eu³⁺ — оранжевым. Это позволяет подобрать излучение под конкретный фотосенсибилизатор, что делает терапию более гибкой и персонализированной.

Разные фотосенсибилизаторы активируются разным светом, что раскрывает существенный минус данного метода – трудности в подборе подходящего рентгеновского люминофора. В данном случае, изучаемый нами материал имеет дополнительное излучение другой длины волны, что значительно увеличивает его рабочий диапазон. Можно сказать, что это комбинированный подход и возможность в зависимости от условий синтеза настраивать люминофор под широкий спектр фотосенсибилизаторов, которые доступны для использования или закупки в данный момент.

• Кирилл Волик, лаборант международной исследовательской лаборатории функциональных материалов МИИ ИМ ЮФУ

Помимо терапии, разработка может найти применение и в рентгеновской визуализации — например, в создании новых средств контрастирования.

Исследование проводилось в рамках стратегического проекта ЮФУ «Технологии полного цикла для экспресс-разработки функциональных материалов под управлением искусственного интеллекта» и опубликовано в Journal of Luminescence. Впереди — доклинические испытания, разработка медицинских протоколов и патентование методики. Но уже сейчас ученые уверены: их наночастицы могут стать основой нового поколения онкотерапии, лишённой многих побочных эффектов традиционных методов.

Источник: Минобрнауки РФ